論文の概要: Measurement of microwave photon correlations at millikelvin with a thermal detector
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.05147v1
- Date: Sat, 6 Jul 2024 18:15:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-09 20:58:28.706442
- Title: Measurement of microwave photon correlations at millikelvin with a thermal detector
- Title（参考訳）: ミリケルビンの熱検出器を用いたマイクロ波光子相関測定
- Authors: Aarne Keränen, Qi-Ming Chen, András Gunyhó, Priyank Singh, Jian Ma, Visa Vesterinen, Joonas Govenius, Mikko Möttönen,
- Abstract要約: マイクロ波光子は、量子コンピューティングのための多くの有望なプラットフォームにおいて、量子情報の重要なキャリアである。
ミリケルビンの光子統計を直接測定するナノボロメータを用いた計測手法を提案する。
この技術は、マイクロ波光子による量子力学の基礎的なテストに役立ち、量子情報プロセッサのスケーラブルな読み出しソリューションとして機能する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4059056945010209
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Microwave photons are important carriers of quantum information in many promising platforms for quantum computing. They can be routinely generated, controlled, and teleported in experiments, indicating a variety of applications in quantum technology. However, observation of quantum statistical properties of microwave photons remains demanding: The energy of several microwave photons is considerably smaller than the thermal fluctuation of any room-temperature detector, while amplification necessarily induces noise. Here, we present a measurement technique with a nanobolometer that directly measures the photon statistics at millikelvin and overcomes this trade-off. We apply our method to thermal states generated by a blackbody radiator operating in the regime of circuit quantum electrodynamics. We demonstrate the photon number resolvedness of the nanobolometer, and reveal the n(n+1)-scaling law of the photon number variance as indicated by the Bose--Einstein distribution. By engineering the coherent and incoherent proportions of the input field, we observe the transition between super-Poissonian and Poissonian statistics of the microwave photons from the bolometric second-order correlation measurement. This technique is poised to serve in fundamental tests of quantum mechanics with microwave photons and function as a scalable readout solution for a quantum information processor.
- Abstract（参考訳）: マイクロ波光子は、量子コンピューティングのための多くの有望なプラットフォームにおいて、量子情報の重要なキャリアである。
それらは日常的に生成され、制御され、実験で伝送され、量子技術における様々な応用を示す。
マイクロ波光子のエネルギーは室温検出器の熱ゆらぎよりもかなり小さく、増幅は必然的にノイズを誘発する。
本稿では,ミリケルビンの光子統計を直接測定し,このトレードオフを克服するナノボロメーターを用いた計測手法を提案する。
本研究では, サーキット量子力学系で動作するブラックボディラジエータによって生成される熱状態に本手法を適用した。
ナノボロメーターの光子数分解性を示し、ボース-アインシュタイン分布で示される光子数分散のn(n+1)-スケーリング則を明らかにする。
入力場のコヒーレント比と非コヒーレント比をエンジニアリングすることにより,マイクロ波光子の超ポアソニアン統計とポアソニアン統計との遷移をボルメトリー2階相関測定から観察する。
この技術は、マイクロ波光子による量子力学の基礎的なテストに役立ち、量子情報プロセッサのスケーラブルな読み出しソリューションとして機能する。
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